Hấp phụ trong xử lý môi trường

Bài tiểu luận: Hấp phụ trong
xử lý môi trường
Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng
Khoa Hóa
GVHD: TS. LÊ TỰ HẢI
SVTH: Nhóm 7 – Lớp 09CQM
Ô nhiễm môi trường ???
Ô nhiễm môi trường ???
Ảnh: afamily.vn
Đây là cách
xử lý rơm, rạ
sau thu
hoạch tiện
nhất cho
người dân
nhưng lại
gây ảnh
hưởng tiêu
cực đến môi
trường.
Nội dung
1
TỔNG QUAN VỀ HẤP PHỤ
2
3
ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ MÔI
TRƯỜNG
MỘT SỐ VẬT LIỆU HẤP PHỤ
1. Tổng quan về hấp phụ
Khái niệm


Hấp phụ là quá trình chứa
vật chất (các phân tử khí,
hơi hoặc các phân tử, ion
chất tan) lên bề mặt phân
cách pha.

Bề mặt phân cách pha có thể
là thể khí – rắn, lỏng – rắn,
khí – lỏng.

Chất mà trên bề mặt của nó
xảy ra quá trình hấp phụ gọi
là chất hấp phụ, còn chất
được tụ tập trên bề mặt phân
cách pha được gọi là chất bị
hấp phụ.
PHÂN LOẠI

Lực tương tác trong sự
hấp phụ của khí hay hơi
trên bề mặt chất rắn : lực
Van Der Waals.

Là quá trình thuận
nghịch.

Ít có tính chọn lọc.

Nhiệt hấp phụ thường

vào khoảng 2 – 10
kCal/mol
Hấp phụ vật lý
Hấp phụ hóa học

Lực tương tác trong
sự hấp phụ của khí hay
hơi trên bề mặt chất
rắn: lực hóa học.

Là quá trình không
thuận nghịch.

Nhiệt hấp phụ
thường vào khoảng 10
- 20 kCal/mol
Cơ chế của quá trình hấp phụ
QUÁ TRÌNH 1

Sự duy
chuyển chất
đến mao
quản của
vật liệu hấp
phụ
QUÁ TRÌNH 2

Hình
thành đơn
lớp chất bị

hấp phụ lên
bề mặt chất
hấp phụ
QUÁ TRÌNH 3

Sự
khuếch tán
chất đến bề
mặt vật liệu
hấp phụ
Đặc tính của vật liệu hấp phụ
Có khả năng hoàn nguyên dễ dàng
Khử được nhiều hợp chất khác nhau
Giá thành rẻ.
Có độ bền cơ học cao
Có khả năng hấp phụ cao
pH ảnh hưởng đến
diện tích bề mặt của
VLHP cũng như điện
tích bề mặt của chất
bị HP. Với các chất
bị HP hữu cơ thì khi
pH giảm quá trình
HP tăng.
Độ tan của chất bị
hấp phụ tăng thì
khả năng hấp phụ
giảm.
Các chất hấp phụ
hữu cơ thì khi pH

giảm hấp phụ tăng.
Khi nhiệt độ
tăng, khả tăng
hấp phụ sẽ giảm.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình
hấp phụ
hấp phụ
Chất bị
hấp phụ
pH
Nhiệt độ
External film resistance
Particle skin resistance
Micropore resistance
and diffusion
Macropore resistance
Sơ đồ cấu trúc chung của vật liệu hấp phụ
HẤP PHỤ BỂ
Các
Kiểu
Hấp
Phụ
HẤP PHỤ CỘT

Quá trình hấp phụ bể thường được tiến hành
trong các bể hấp phụ với diện tích lớn và
thường sử dụng cho các quá trình hấp phụ
rắn/lỏng.


Vật liêu hấp phụ được cho vào cùng với dung
Dịch chất cấn hấp phụ và được khuấy để tăng
khảnănghấp phụ.

Sau khi quá trình hấp phụ đạt cân bằng thì
tách vật liệu hấp phụ bằng phương pháp li tâm
sa lắng
Hấp phụ bể

Hấp phụ cột có thể được sử dụng cho hấp
phụ các chất khí, lỏng.

Vật liệu hấp phụ được cho vào cột dưới dạng
viên hoặc cột nhồi.

Hấp phụ cột chịu nhiều tác động của các yếu
tố như hấp phụ bể; ngoài ra tác đông dòng
chảy, dạng chất hấp phụ cũng ảnh hưởng lớn
đến hiệu suất quá trình hấp phụ.
Hấp phụ cột
2. Ứng dụng của hấp phụ trong xử lí
môi trường
ĐẤT
ĐẤT
KHÔNG KHÍ
KHÔNG KHÍ
NƯỚC
NƯỚC
Hấp phụ trong xử lí ô nhiễm môi trường

không khí
Các nguồn gây
ONKK
Nguồn gây ô
nhiễm tự nhiên:
Cháy rừng; núi
lửa; bão cát; thực
vật; vi sinh vật,
phóng xạ,

Nguồn gây ô
nhiễm nhân tạo:
Giao thông vận
tải; hoạt động sx
nông nghiệp; hoạt
động sx công
nghiệp…
Hấp phụ trong xử lí ô nhiễm môi trường không khí

Có nhiều phương pháp để xử lí khí thải như:
phương pháp sinh học, phương pháp hấp phụ
bằng chất lỏng hoặc bằng chất rắn

Hiệu quả hấp phụ bằng phương pháp hấp phụ
có thể đạt tới 98% và chất ô nhiễm tới 90%.
Hấp phụ trong xử lí ô nhiễm môi trường không khí

Hơi và khí độc khi đi qua lớp chất hấp phụ bị
giữ lại nhờ hiện tượng hấp phụ.


Nếu ta chọn được các chất hấp phụ chọn lọc
thì có thể loại bỏ được các chất độc hại mà
không ảnh hưởng đến thành phần các khí
không có hại khác.
Nguyên lý của phương pháp
Hấp phụ trong xử lí ô nhiễm môi trường không khí
Qúa trình hấp phụ được áp dụng rất phù
hợp cho những trường hợp sau :
1
Chất khí ô
nhiễm không
cháy được hoặc
khó đốt cháy.
2
Chất khí cần
khử là có giá trị
và cần thu hồi.
3
Chất khí ô nhiễm
có nồng độ thấp
trong khí thải mà
các quá trình khử
khí khác không thể
áp dụng.
Vật liệu hấp phụ trong xử lý khí thải

Vật liệu hấp phụ thường dạng hạt có kích thước
từ 6
-10
mm xuống đến 2.10

-5
mm và có độ rộng lớn,
được hình thành do những mạch mao quản li ti
nằm trên khối vật liệu.

Kích thước lỗ rỗng đóng vai trò quan trọng làm
cho vật liệu hấp phụ được chất này hoặc chất
khác, tức là có tính chọn lọc.
Tính chọn lọc
Nếu đường kính mao quản là 3.10
-6

mm thì vật liệu có thể hấp phụ các
chất như SO
2
, H
2
S, C
2
H
2
, C
2
H
6
,
C
2
H
5

OH đều có thể bị hấp phụ.
Nếu đường kính mao quản tăng lên
đến 5.10
-6
mm thì vật liệu còn hấp
phụ được parafin và các hidrocacbon
mạch
Nguyên tắc chủ yếu
của quá trình là bề mặt
của các chất rắn (sử
dụng làm chất hấp
phụ) khi tiếp xúc với
nước thải có khả năng
giữ lại các chất hòa
tan trong nước thải
trên bề mặt của nó do
sự khác nhau của sức
căng bề mặt.
Chất hấp phụ thường
được sử dụng hấp
phụ có thể là: than
hoạt tính, đất sét hoạt
tính, keo nhôm một
số chất tổng hợp chất
thải trong sản xuất
như xỉ tro, xỉ mạt
sắt…trong số này
than hoạt tính dùng
phổ biến nhất.
2.2 Hấp phụ trong xử lý nước

Tùy theo đặc tính
của nước thải mà
chúng ta chọn loại
than hoạt tính
tương ứng. Quá
trình hấp phụ có
hiệu quả trong
việc khử COD,
màu phenol.
2.3 Hấp phụ trong xử lí ô nhiễm môi
trường đất

Trong thổ nhưỡng học,phần tử cơ
giới đất có kích thước từ 10
-6
– 10
-4

mm, được gọi là những hạt keo đất,
các hạt keo thường lơ lửng trong
dung dịch đất tạo thành hệ thống
keo.
Một số tính hấp phụ của keo đất

Hấp phụ cơ học.

Hấp phụ sinh học

Hấp phụ phân tử.


Hấp phụ trao đổi ( gồm hấp phụ trao đổi
cation, hấp phụ trao đổi anion ).

Trong các kiểu hấp phụ trên thì hấp phụ
trao đổi ion là đặc trưng nhất cho hoạt tính
môi trường đất.
Hấp phụ trong xử lí ô nhiễm môi trường đất